焦炉煤气制取氢气技术在工业中的应用

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焦化干气制氢技术的工业应用

贾文忠1 ,何军成2
(1 荆门职业技术学院化工学院 ,湖北荆门 448000 ;2 荆门石油化工总厂设计院 ,湖北荆门 448000)
[摘要 ] 利用焦化干气制氢技术对轻油制氢装置进行技术改造. 改造后的标定结果表明 :采用四孔异形转化催化剂 ,使转化炉产氢能力提高 20 % ,装置的处理能力和各项指标均达到设计要求 ,系统压降大幅度下降 ,产品质量提高 ,能耗下降 ,氢气纯度达到 97. 8 % ,比轻油制氢提高了 2. 1 个百分点.
0
0
0
0
0
CO2
12. 92 12. 60
19. 30 15. 11
20. 38 18. 80
0
0
0
0
CH4
3. 50 2. 24
3. 19 1. 88
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3. 16 1. 52
4. 78 3. 55
4. 3
2. 2
从表 2 可以看出 ,氢气纯度均较设计值高 ,其中产品氢气的纯度达 97. 8 % ,比设计值 (轻油制氢) 提高了 2. 1 个百分点.
2
表 3 装置能耗 (单位 : GJ / t)
项目
设计值
实际值
燃料
53. 51
63. 18
软化水
1. 16
1. 45
循环水
0. 26
0. 18
新鲜水
0. 03
0. 04
电
8. 24
13. 31
自产气外输
0
- 6. 98
总能耗
63. 20
71. 18
表 3 列出了装置能耗. 由于对 2 号转化炉省煤器进行了水热煤改造 ,使转化炉排烟温度降低 ,热效率升至 90 %以上 ,回收热量 8 792 MJ / h ;装置自产气除实现自给外 ,还可以外输 ,降低装置能耗 6. 98 GJ / t (见表 3) . 但由于装置负荷较低 ,装置总能耗仍较设计值高.

焦炉制氢原理及应用实验

焦炉制氢原理及应用实验焦炉制氢是利用焦炉煤气进行制氢的一种工艺。

焦炉煤气是焦炉生产焦炭过程中的副产物，主要由一氧化碳、氢气和少量的甲烷组成。

利用焦炉煤气制氢能够将资源化利用和能源的高效利用进行有机结合，具有重要的经济和环境效益。

焦炉制氢的原理是将焦炉煤气经过一系列处理装置进行净化、升温和转化等处理，然后进入蒸汽重整反应器，通过与水蒸气的反应生成一氧化碳和氢气。

反应产物经过冷却、分离、净化等步骤后得到高纯度的氢气。

焦炉制氢应用实验是通过设计和搭建实验装置，进行制氢过程的模拟和研究。

实验流程主要包括焦炉煤气净化、升温和转化、催化重整反应等步骤。

实验装置通常由焦炉煤气净化单元、升温和转化单元、蒸汽重整反应单元和气体处理单元组成。

焦炉煤气净化单元主要用于去除焦炉煤气中的含硫化合物、颗粒物和水分等杂质，以保证后续反应装置的正常运行。

净化过程中可以采用物理吸附、化学吸附、脱硫和脱水等方法。

升温和转化单元是将净化后的焦炉煤气升温至适宜的反应温度，并将一部分甲烷转化为一氧化碳。

升温过程通常采用高温燃烧技术，利用煤气本身的燃烧产生的高温将煤气温度提升。

蒸汽重整反应单元是焦炉煤气与水蒸气发生重整反应的主要装置。

重整反应器通常采用镍基催化剂，通过控制反应温度和压力，将焦炉煤气中的一氧化碳和水蒸气发生重整反应，生成一氧化碳和氢气。

重整反应过程是一个放热反应，反应温度通常在800-1000摄氏度之间。

气体处理单元主要用于对重整反应产生的气体进行冷却、分离和净化等处理。

冷却过程通常采用换热器和冷凝器，将高温的反应产物冷却至适宜的温度。

分离过程通过分子筛、吸附剂和液体吸附剂等技术，将混合气体中的杂质和不纯物质进行分离。

净化过程主要采用吸附剂和催化剂等材料，进一步提纯氢气。

焦炉制氢的应用实验可以用于研究焦炉煤气制氢的可行性和优化工艺条件，也可以用于评估实际工业生产中的制氢效果。

实验结果对于制氢工艺的改进和煤气资源的高效利用具有重要的指导意义。

焦炉煤气变压吸附制氢新工艺的开发与应用

平顶山市三源制氢有限公司由中国神马集团、平顶山煤业集团有限责任公司合作建设，该公司年产万纯氢，采用地焦炉煤气变压吸附()制氢项目是一个综合利用、变废为宝地环保型工程.它直接把两大公司地主生产系统联在一起，充分利用了平顶山煤业集团天宏焦化公司富余放散地焦炉煤气，从杂质极多、难提纯地气体中长周期、稳定、连续地提取纯氢，以较低地生产成本解决了河南神马尼龙化工公司因扩产万尼龙盐而急需解决地原料问题.项目地建成投产，不仅解决了平顶山煤业集团天宏焦化公司富余煤气放散燃烧对大气地污染问题；而且还减少了河南神马尼龙化工公司因扩产需增加地高额投资和大量耗用焦炭能源及废水、废气、废渣地排污问题；同时也是一个低投入、高产出、多方受益地科技创新项目.该装置规模为目前国内最大，首次采用先进可靠地新工艺，其经济效益、社会效益可观，对推进国内技术进步也有重大意义.年德国发表了第一篇无热吸附净化空气地文献，世纪年代初，美国联合碳化物()公司首次实现了变压吸附四床工艺技术地工业化，进入世纪年代后，变压吸附技术获得了迅速地发展.装置数量剧增，装置规模不断扩大，使用范围越来越广，主要应用于石油化工、冶金、轻工及环保等领域.平顶山三源制氢公司这套大规模低成本提纯氢气装置，是以一种难以净化地焦炉煤气为原料，在国内还没有同类型地装置，特别是其产品——高纯氢用于技术水平居世界前列地尼龙盐公司，更是国内首创，走在了世界同行业地前列.资料个人收集整理，勿做商业用途焦炉煤气制氢新工艺传统地焦炉煤气制氢工艺按照正常地净化分离步骤是：焦炉煤气首先经过焦化系统地预处理，脱除大部分烃类物质；经初步净化后地原料气再经过湿法脱硫、干法脱萘、压缩机、精脱萘、精脱硫和变温吸附()系统，最后利用制氢工艺提纯氢气，整个系统设备投资大、工业处理难度大、环境污染严重、操作不易控制、生产成本高、废物排放量大，因此用焦炉煤气制氢在某种程度上受到一定地限制，所以没有被大规模地应用到工业生产当中.资料个人收集整理，勿做商业用途平顶山市三源制氢有限公司所采用地生产工艺是对四川同盛科技有限责任公司提供地工艺方案进行优化后地再组合，是目前国内焦炉煤气制氢工艺中最先进地生产工艺，它生产成本低、效率高，能解决焦炉煤气制氢过程中杂质难分离地问题，从而推动了焦炉煤气制氢地发展.该工艺地特点是：焦炉煤气压缩采用分步压缩法、冷冻净化及二段脱硫法等新工艺技术.资料个人收集整理，勿做商业用途工艺流程制氢新工艺如图(略)所示.该装置工艺流程分为个工序：①原料气压缩工序(简称工序)，②冷冻净化分离(简称工序)，③工序及精脱硫工序(简称工序)，④半成品气压缩(简称工序)，⑤工序及脱氧工序(简称工序).资料个人收集整理，勿做商业用途装置所用地原料气来自平顶山煤业集团天宏焦化公司地焦炉煤气，该公司地焦炉煤气主要用于锅炉、化工产品原料气及城市煤气；因净化难度高，故气体质量较差，分离等级较低，因此杂质地净化分离均以该公司使用地这套工艺装置来实现.表为原料煤气组成.资料个人收集整理，勿做商业用途表原料煤气组成组成体积分数续表组成萘总焦油苯()××质量浓度·工序中，首先把焦炉煤气通过螺杆压缩机对煤气进行加压，将煤气压力从加压至，并经冷却器冷却至℃后输出.经压缩冷却后地煤气含有机械水、焦油、萘、苯等组分，易对后工序吸附剂造成中毒或吸附剂性能下降，该装置设计冰机冷冻分离工序(冷却器为一开一备)对上述杂质进行脱除，此时，重组分物质被析出停留在分离器内，当冷却器前后压差高于设定值或运行一段时间后，自动切换至另一个系统，对停止运行地系统进入加热吹扫，利用低压蒸汽对冷却器和分离器内附着地重组分进行吹除，完成后处于待用状态，经分离后，仍有微量重组分杂质蒸汽带入煤气中，随着装置运行时间地增长，会逐步造成后续工段吸附剂中毒，所以，在冷冻分离后增加了除油器，主要是精脱重组分及水蒸气.煤气进入工序，该工序地主要目地是脱除煤气中强吸附组分、、、、、、有机硫以及大部分、、等；经过工序后地半成品气已得到净化，对压缩机工作条件要求较低，采用一级活塞式压缩工艺，将半成品气从压缩至，再进入工序(在和提氢工序之间设有脱氧工序，是因为经脱氧反应后会生成水分，传统工艺需要等压干燥脱水系统，该系统选用地二段法新工艺不仅节约了投资，而且降低了操作运行费用).工序在传统地制氢工艺中是整套装置地核心部分，而在本装置工艺中只是作为对氢气地提纯，即从上道工序中经脱碳后得到氢体积分数为地原料气，再提纯到后作为商品氢出售.资料个人收集整理，勿做商业用途工艺方案地选择焦炉煤气压缩采用螺杆式压缩机焦炉煤气地压缩国内传统工艺流程中几乎均采用活塞式压缩机.而该公司根据对制氢工艺新技术地掌握，针对原料气地特点，在焦炉煤气压缩地问题上，经多方论证后，确定采用分步压缩方案，即低压段采用螺杆压缩机，脱除杂质组分后，再用活塞式压缩机升压，这种低压段大气量将焦炉煤气压缩到地螺杆压缩机在国内尚属首次使用.资料个人收集整理，勿做商业用途采用螺杆压缩机压缩焦炉煤气最大地优点是：螺杆机结构简单、运行时间长，可以保证装置长周期安全稳定运行，对原料气烃类杂质含量要求不高，无需备用压缩机.与活塞式压缩机相比，无需维修频繁堵塞地气阀(原料气中焦油及萘含量较高，故需经常停车更换气阀内件)，维修工作量几乎为零.而传统地往复式压缩机辅助设备多、检修频率高，若用于焦炉煤气压缩，气阀更易堵塞，维修工作量大，还需要备用压缩机.资料个人收集整理，勿做商业用途该工艺地另一主要优势是采用了柴油喷淋冷却工艺，出口温度控制在℃左右，在该温度下，焦炉煤气中地轻质焦油、萘等大分子烃类大部分溶解在柴油中(回收地焦油、萘等烃类物质进行集中处理)，但经过冷却器降温至℃时，焦炉煤气中地萘要结晶析出，为此笔者又完善了使用柴油喷淋循环冷却地工艺，这样既能保证管道畅通、又能保证冷却效果，这也是该工艺地独到之处.资料个人收集整理，勿做商业用途从投资地角度而言，原料气螺杆压缩机和半成品活塞式压缩机总购置费用不超过万元，比目前国内同类装置采用台活塞式压缩机(其中台备用)节省投资约万元.资料个人收集整理，勿做商业用途原料气预处理系统采用净化分离工艺焦炉煤气制氢国内同类装置原料气均采用活塞式压缩机，原料气在进入活塞式压缩机之前必须将萘、苯、焦油等重组分杂质脱除，以保证活塞式压缩机地正常工作，整个工艺气地处理需经过脱硫、脱萘、脱苯、除氨等预处理工艺及电捕焦油器、风机等附属设备，而该装置在螺杆压缩机后首次采用了冰机冷冻分离工艺，可以将原料气中大部分高碳烃类、苯、萘等重组分杂质在低温下脱除，从而大大降低了原料气预处理系统地投资和运行成本.资料个人收集整理，勿做商业用途如果从原料气预处理系统地投资和运行成本分析，冷冻净化工艺则比传统工艺投资方面减少约万元，运行成本节约万元.资料个人收集整理，勿做商业用途原料气脱硫采用技术原料气经该装置冷冻净化工艺后，还含有质量浓度地硫无法在此工段中脱除(硫含量取决于所选焦煤地煤质)，因此，原料气脱硫问题则是该装置地关键流程.资料个人收集整理，勿做商业用途传统地脱硫方法有：()干法脱硫.采用氧化铁干法脱硫，其优点是一次性投资较小，但缺点是运行成本非常高，易造成长期地二次污染.资料个人收集整理，勿做商业用途()湿法脱硫.如等传统脱硫方法.湿法脱硫具有安全可靠，运行稳定、运行费用低于干法脱硫等优点.但是，湿法脱硫地缺点也很明显，那就是装置投资高、设备腐蚀严重、环境污染大，对有机硫几乎没有脱除效果，而对于变压吸附工艺地吸附剂，危害最大地就是有机硫，它会造成吸附剂寿命减少或失活，影响吸附效果，从而影响了产品氢气质量.另外，经脱硫后产生地硫渣及含硫废水易造成二次污染.资料个人收集整理，勿做商业用途该装置采用目前最先进地，并且是非常成熟地两段法吸附技术，即把脱碳和制氢种工艺合二为一，取长补短.结合焦化公司对解析气中硫含量要求不高地实际情况(因焦炉煤气中硫含量地波动较大，从本装置分离出地解吸气占平顶山煤业集团煤气总量地比例较小，且解吸气热值高出焦炉煤气，并经过多级净化，用途广泛)，从根本上解决了有机硫处理地难题.该装置第一段采用脱碳技术，可以大幅度脱除原料气中有机硫、无机硫、、等杂质组分，使氢气体积分数达到以上，同时将原料气中地总硫质量浓度从脱除到以下，然后进入下段制氢工序，由于专用耐硫吸附剂对硫地解吸性能非常好，可以循环使用(与地吸附解吸性能接近)，同时也保证了脱碳吸附剂使用寿命可以达到年以上，第二段制氢吸附剂使用寿命更长，可以达到年以上.资料个人收集整理，勿做商业用途两段法提高氢气回收率传统制氢工艺中氢气回收率只有，而该装置选用地工艺技术可将氢气回收率提高到以上，从这套装置来讲，解吸气全部返回到煤气管网，因此，从表面上讲，氢气回收率似乎并不重要，但氢气回收率低，则会增加原料气量，不仅仅会增加压缩功耗，同时也增大了装置对杂质组分地处理量，导致装置运行费用增大，氢气成本增高.因此，努力提高氢气回收率是降低氢气成本，提高经济效益地有效手段.资料个人收集整理，勿做商业用途该装置推荐采用目前最先进地两段法吸附技术是提高氢气回收率地最佳方案.将二段制氢地逆放废气回收作为本装置地升压气；将二段制氢地解吸气用于一段脱碳地冲洗气；将一段脱碳地逆放气和抽空解吸气作为除油器和系统地冷吹气和再生气使用，最后全部返回解吸气管网.资料个人收集整理，勿做商业用途从投资角度讲，该装置由于采用了两段法吸附技术，使主装置总投资由万元降低到万元.脱氧系统无需干燥设备在国内已经运行地制氢装置中，凡是对产品氢中含量有要求者，几乎无一例外，均设计了一套钯催化剂等压干燥系统，其原因是和地分离系数较小，仅仅通过很难达到产品氢气对微量杂质含量地严格要求(一般均要求体积分数小于×).资料个人收集整理，勿做商业用途在预留地脱氧系统中，取消了干燥系统.主要是因为如果产品气中要求体积分数≤×，则脱氧系统放在二段后面，不需要干燥系统；如果产品气中要求体积分数≤×，则脱氧系统放在和二段之间，同样不需要干燥系统.资料个人收集整理，勿做商业用途不足之处及整改措施()在对冷凝系统及除油器进行蒸汽再生时，其再生蒸汽导淋插入高低位水池(系统伴热导淋和脱氧器导淋也排入池内)，系统再生废热直接进入水池，致使池内废油液位被不断加热至局部沸腾.池内含大量地苯，苯被挥发出去(苯、萘沸点约为℃)而导致周围环境受到污染.资料个人收集整理，勿做商业用途()制冷机组冰机制冷量不够.从目前冬季运行情况来看，环境温度较低，而且生产处于半负荷状态，暂时可以满足生产，夏季高负荷生产时可能达不到预期地制冷效果.资料个人收集整理，勿做商业用途()水质问题，该公司使用地水是焦化公司提供地二次水，某些指标达不到工业用水地要求，而且循环水冷却塔所处位置距煤加工场太近，易带人大量粉尘，会造成水质严重污染.资料个人收集整理，勿做商业用途该公司准备增加一套苯、萘回收装置，以解决环境污染问题；增加一台制冷量较大地冰机和强制性风冷塔.装置运行情况该装置自年月日运行至今，在试生产过程中，工艺、设备、仪表、电气等方面虽然也出现了不少问题，但整个运行情况是稳定地，没有出现大地缺陷.装置投产以来大大缓解了河南神马尼龙化工公司对氢气地需求，同时也充分利用了天宏焦化公司地焦炉煤气资源，是一个多方收益地工程.资料个人收集整理，勿做商业用途。

焦炉煤气制氢系统氢气产量优化分析

焦炉煤气制氢系统氢气产量优化分析焦炉煤气制氢系统是一种常见的工业气体制备技术，可以通过催化转化焦炉煤气中的可燃气体产生高纯度的氢气。

在现代工业中，氢气被广泛应用于合成氨、石油加氢、金属加工和电力等领域。

为了提高焦炉煤气制氢系统的氢气产量，需要进行系统的优化分析，以确保系统性能的最大化。

首先，进行焦炉煤气的成分分析是优化分析的第一步。

焦炉煤气主要由一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氢气（H2）、甲烷（CH4）和其他杂质组成。

分析焦炉煤气的成分可以确定煤气中各种气体的含量，为后续的优化分析提供基础数据。

其次，根据焦炉煤气的成分分析结果，进行催化转化反应器的优化设计。

催化转化反应器是焦炉煤气制氢系统的核心设备，通过催化剂的作用，将焦炉煤气中的可燃气体转化为氢气。

催化剂的选择、反应温度和压力等变量都会对系统的氢气产量产生影响。

通过优化催化转化反应器的设计，可以提高系统的氢气产量和效率。

接下来，考虑废热回收和再利用。

焦炉煤气制氢系统在反应过程中会产生大量的废热，如果不进行回收和再利用，将会导致能源的浪费。

通过设计合理的废热回收系统，可以将废热用于蒸汽发生器或制冷系统等其他能源需求设备中，提高系统的能源利用效率。

此外，考虑气体分离和净化技术的应用。

焦炉煤气中除了含有有价值的氢气外，还包含了其他的不纯物质，如硫化氢（H2S）和苯（C6H6）等有害气体。

通过适当的分离和净化技术，可以将这些有害气体去除，提高氢气的纯度和质量。

同时，对于高纯度氢气的应用场景，如半导体制造等，可以采用进一步的分离和净化技术，提高氢气的纯度。

最后，考虑系统的运行与维护。

对于优化的焦炉煤气制氢系统，运行与维护也是非常重要的环节。

系统运行过程中，需要对催化剂进行定期更新和维护，并检查反应器和其他关键设备的运行状态。

此外，建立有效的安全措施和监测系统，确保系统的安全稳定运行。

综上所述，焦炉煤气制氢系统的氢气产量优化分析需要从焦炉煤气的成分分析开始，通过催化转化反应器的优化设计、废热回收和再利用、气体分离和净化技术的应用以及系统的运行与维护等方面进行综合考虑。

焦炉煤气的有效利用

焦炉煤气的有效利用焦炉煤气是炼焦过程中产生的一种副产品，其主要成分是一氧化碳、氢气和烃类气体。

由于它具有高热值和丰富的能源储备，因此有效利用焦炉煤气对于提高能源利用效率，降低环境污染，实现可持续发展具有重要意义。

首先，焦炉煤气的高热值使得其成为一种理想的工业燃料。

焦炉煤气的热值通常在15-20MJ/m³之间，相当于3-4倍于天然气的热值。

通过将焦炉煤气作为燃料直接燃烧，可以供应工业热能需求，替代传统的能源，如煤炭、石油等，从而减少对传统燃料的依赖，降低能源成本。

其次，焦炉煤气可以作为原料用于化工行业的生产。

焦炉煤气中富含一氧化碳和氢气，这些气体是化工行业广泛使用的原料。

例如，氢气可用于氨制造、炼油和石化等过程中的氢化反应；一氧化碳则可用于合成天然气、甲醇和二甲醚等化工产品。

通过充分利用焦炉煤气作为化工原料，不仅可以减少对有限的化石燃料的需求，还可以提高化工产品的产量和质量，促进化工行业的可持续发展。

此外，焦炉煤气还可以通过合理利用技术转化为电能。

通过焦炉煤气发电，以热能驱动发电机转子产生电能，可以满足工业和生活的用电需求。

焦化厂内的焦炉煤气发电利用高热值的化学能转化为电能，可以提高能源利用效率，减少二氧化碳等温室气体的排放，起到环保的作用。

在焦炉煤气的利用过程中，科技创新是关键。

目前，焦炉煤气的利用主要依靠传统的燃烧方式，但其存在着低燃烧效率、高排放浓度等问题。

因此，需要进一步改进燃烧技术，提高燃烧效率，减少污染物排放。

同时，可以通过气体净化技术对焦炉煤气进行净化处理，去除其中的硫化物、硫酸和重金属等有害物质，减少环境污染。

总之，焦炉煤气的有效利用具有重要的经济和环境价值。

通过将焦炉煤气作为工业燃料、化工原料和发电源，不仅可以提高能源利用效率，降低污染物排放，还可以减少对传统燃料的需求，推动可持续发展。

在利用过程中，需要注重科技创新，改进燃烧技术和净化处理技术，以实现焦炉煤气的最大化利用。

焦炉煤气变压吸附制氢技术在通钢的应用

１焦炉煤气变压吸附制氢基本原理
变压吸附技术是以吸附剂（孔固体物多质）部表面对气体分子的物理吸附为基内础，用吸附剂在相同压力下易吸附高沸利点组分、易吸附低沸点组分和高压下吸不附量增加（附组分）减压下吸附量减少吸、（吸组分）特性，解的将原料气在较高压力下通过吸附剂床层，对于氢的高沸点杂质相组分被选择性吸附，沸点组分的氢不易低吸附而通过吸附剂床层，到氢和杂质组达分的分离。后在减压下解吸被吸附的杂然质组分使吸附剂获得再生，利于再次进以行杂质的吸附分离。
故障时，置可切换成４ —２程。装 —１流
４安装及调试过程中出现的问题及分析处理情况
（）１因变压吸附制氢装置要求焦炉煤气中硫化氢含量不得超过１０／ｍ而根据０ｍｇ，例年焦炉煤气硫化氢分析结果显示，炉煤焦气中硫化氢含量不能连续保持在１０／０ｍｇｍ以下，了防止吸附剂出现中毒现象而影响为装置正常产氢，压缩工序前增设了焦炉在煤气脱硫装置，实现在线监测进入压缩并工序煤气中硫化氢含量。（）化后的氢气一部分供氮气净化装２净置，调试过程中经常因氢气压力不稳定在而造成氮气净化装置的产品中氢过量或加氢失败，们将去氮气净化装置的氢气气我

焦炉气制LNG联产氢气技术及经济性分析

焦炉气制LNG联产氢气技术及经济性分析背景介绍：随着天然气的开发和利用的不断推进，氢能作为清洁能源的代表之一逐渐受到关注。

焦炉气作为一种矿产资源具有丰富的氢气含量，因此焦炉气制LNG联产氢气技术成为一种可行的利用方式。

LNG联产氢气技术原理：焦炉气制LNG联产氢气技术利用焦炉气中的氢气进行裂解，将其转化为氢气和其他有价值的副产品，其中包括液化天然气(LNG)。

该技术通过高温和催化剂的作用，使得焦炉气中的氢气分子解离成为自由的氢气原子，并与其他气体重新组合形成氢气。

经济性分析：1.氢气是一种重要的化工原料，广泛应用于石油炼制、化肥生产、金属加工等领域。

通过焦炉气制LNG联产氢气技术，可以将其作为一种副产品生产，提高对焦炉气的综合利用水平，降低原料成本。

2.焦炉气制LNG联产氢气技术可实现对焦炉气高效利用，提高能源利用率。

相比传统焦炉气处理方式，该技术能够同时生产出更多的有价值产品，如LNG等。

3.该技术可以将焦炉气中的有害气体进行转化和催化，减少对环境的污染和危害。

通过联产氢气，焦炉气中的其他废气也能得到有效处理，提高环保性能。

然而1.技术难度较大，需要高温和特殊的催化剂。

由于高温条件下的操作和维护困难，技术实施的成本较高。

2.焦炉气制LNG联产氢气技术还处于研发和推广阶段，相应的设备和工艺尚未完全成熟。

因此，技术的商业化应用还需要时间和投入。

综合以上因素，焦炉气制LNG联产氢气技术在目前来看具有一定的经济可行性和市场潜力。

然而，由于技术问题和市场需求的不确定性，还需要进一步的研究和实践来提高该技术的可行性和竞争力。

总结：焦炉气制LNG联产氢气技术作为一种综合利用焦炉气的方式，具有一定的经济可行性和环境效益。

通过该技术能够同时生产出LNG和氢气等有价值产品，提高能源利用率和对焦炉气的综合利用水平。

然而，该技术还需要进一步的研发和推广，以克服技术难题和提高商业化水平。

变压吸附技术在焦炉煤气制氢中的应用

一、焦炉煤气利用情况分析随着我国天然气工业的崛起，西气东输工程的建成，用天然气代替焦炉煤气成为我国天然气工业的主要燃料。

要保持独立焦化企业的生存和发展，各大城市都必须寻找新的利用途径，解决焦炉大量过剩的问题。

当前，一些高炉煤气和煤气生产企业直接排放烟气，造成严重的环境污染。

对焦化企业来说，调整煤气结构，充分利用高炉煤气或高焦混合煤气作为加热燃料，净化处理含55%~58%氢气的有效成分，是焦化企业合理利用煤气的一项重要措施，既可发挥煤层气的潜力，又可为化工企业提供重要的原煤资源。

现在的炼焦工业只生产焦炭，浪费严重。

我国炼焦工业与日本、德国等发达国家相比，在国际市场上主要以煤的深加工和分选为主。

因为日本炼焦工业的副产品，焦炭中含有超过200种化学物质，而中国最好的只有20种。

由于中国出口的非再生资源比黄金珠宝更便宜，因此我们必须以更高的价格购买。

与此同时，还要为资源的二次浪费和环境污染付出沉重代价。

二、浅谈焦炉煤气的利用炼焦气的利用途径有燃料气、化学气和发电。

像炼铁一样，在工业生产中，这些气体可以进入城市燃气管道供居民使用；近一百多年来，焦炉气体一直被用作各种加热设备的燃料。

由于其具有使用方便、管道输送、传热效率高等优点，深受工业和民用用户的青睐。

因为焦炉煤气中含有H2S，HCN，NH3等有害物质，在民用燃料的生产过程中会产生大量的污染物。

所以随着天然气的发展与上升，焦炉气将被天然气取代。

炼焦煤气生产纯H2，甲醇，化肥等；焦炉气生产纯H2，利用焦炉气生产纯H2(PSA工艺)在我国有着悠久的历史。

与水解法相比，水解法生产工艺成熟，经济合理，效益更显著。

水解制氢电耗为6.5kwh/m3，而用焦炉煤气制氢电耗为0.5kwh/m3。

按能力计算，1000Nm3/h可节省电力约500-800万元，远高于HPSA制氢设备。

采用焦炉气生产甲醇，可以节约一段气的生产工序，直接用于二段炉，大大降低了建设投资。

CH4只要转化为CO，H2，即可满足生产甲醇合成气的要求。

变压吸附技术在焦炉煤气制氢中运用分析

变压吸附技术在焦炉煤气制氢中运用分析摘要：焦炉煤气制氢作业主要为了实现高效制取大规模工业氢气的目标，而变压吸附技术的应用，刚好可以提高制氢效率与预处理质量。

本文立足变压吸附(PSA)技术原理，简要分析影响制氢效果的具体因素，并通过明晰装填标准、合理选用吸附剂、完善PSA装置结构、优化PSA装置参数等优化方法，促使焦炉煤气制氢在变压吸附技术助力下达到预期制氢效果，满足工业领域氢气使用需求。

关键词：变压吸附技术；焦炉煤气制氢；吸附剂前言：据了解：2022年我国焦炭产量高达4.7344亿t，同比增长1.3%，且⅓焦炭产能企业为钢铁联营，其余为独立焦化企业，其放散量每年30km³。

为促使多余焦炉煤气得到有效利用，理应积极采用变压吸附技术改善工业制氢现状，进而获取99.999%纯度左右的氢气，由此充分推行PSA制氢系统，可达到工业领域每小时3000m³供氢标准（每套PSA系统产氢1000 m³/h），从而在技术手段下促进工业领域的良性运作。

一、变压吸附技术原理焦炉煤气变压吸附制氢系统中多涵盖预处理、变压吸附以及脱氧干燥等模块，为充分获得高纯度氢气产品，理应密切关注变压吸附技术应用效果。

此技术实则是借助吸附剂去除原料杂质，而后在特定参数条件下，依托吸附作用，促使焦炉煤气中除氢气以外成分均实现有效吸附，进而在吸附分解后获得所需工业氢气。

此技术具体包含吸附、均压、顺放、逆放、冲洗和升压等应用环节，即先吸附，后解吸，而后方能在重复吸附作用下逐渐制取丰富的氢气产品。

因此，需围绕变压吸附技术原理确认技术应用方向。

二、变压吸附技术在焦炉煤气制氢中运用效果影响因素焦炉煤气制氢中关于PSA运用效果的分析，能够发现多与以下两项因素有关：（1）PSA装置构造特征，PSA装置作为承载吸附剂的重要设备，若本身依据各工序建立的装置构造不符合工序要求，或者变压吸附部分存在运行异常情况，将直接削弱变压吸附效能，甚至容易造成焦炉煤气原料得不到充分吸附处理，最终因杂质较多影响技术应用成果[1]。

焦炉煤气变压吸附提氢典型工艺及选择

能耗和成本
不同行业对氢气纯度和产量的要求不同，工艺选择需考虑产品纯度和产量的要求。
设备投资和运行维护
不同工艺的能耗和成本不同，工艺选择需考虑经济性因素。
设备投资和运行维护也是工艺选择需要考虑的因素。
不同工艺的比较和选择
变压吸附法
变压吸附法是一种常用的提氢工艺，具有产品纯度高、能耗低等优点，适用于从焦炉煤气中提取高纯度氢气。
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03
典型焦炉煤气变压吸附提氢工艺流程
工艺流程一：预处理+变压吸附提氢
预处理
对焦炉煤气进行预处理，除去其中的杂质，如水分、硫化物、氮化物等。
变压吸附提氢
利用变压吸附技术，从预处理后的焦炉煤气中提取氢气。
工艺流程二：变压吸附提氢+深冷分离
变压吸附提氢
从焦炉煤气中提取氢气。
深冷分离
将变压吸附提氢后的气体进行深冷分离，得到高纯度的氢气。
前景
随着环保要求的提高和能源结构的调整，焦炉煤气变压吸附提氢技术将具有更加广阔的应用前景，未来将不断改进和完善工艺技术，实现更加高效、环保的能源利用。
06
结论与展望
研究结论
经过对各种焦炉煤气变压吸附提氢典型工艺的比较和分析，可以得出以下结论
采用预处理+变压吸附提氢工艺可以获得较高的氢气纯度和回收率，同时工艺流程简单，易于操作和维护。
适应性强
焦炉煤气成分复杂，含有多种气体成分，变压吸附技术可实现对其中氢气的有效分离和纯化，适用于多种不同来源的焦
炉煤气。
环保性好
变压吸附提氢技术不产生废水、废渣等污染物，可实现清洁生产。
经济性高
变压吸附提氢技术具有较高的能源利用率和较低的运行成本，可实现氢气的低成本生产。

氢能在焦化产业的应用

氢能在焦化产业的应用全文共四篇示例，供您参考第一篇示例：随着全球经济和环境问题日益受到重视，清洁能源的需求与对传统能源的依赖已经成为一个关注的热点。

氢能作为一种清洁能源，其应用范围日渐扩大，同时在焦化产业中的应用也备受关注。

本文将探讨氢能在焦化产业中的应用现状、前景和潜力。

焦化产业是我国重要的能源和化工原料生产基地，但也因为传统技术所产生的污染和能源浪费问题，已经成为环境问题的重要源头。

而氢能作为一种零排放、高效能源，在焦化产业中具有巨大的应用潜力。

氢能在焦化产业中的应用可以为减少环境污染做出重要贡献。

传统的焦化过程通过煤炭高温氧化反应来获得焦炭和其他化工原料，这个过程不仅会产生大量的二氧化碳和其他有毒气体，还会浪费大量的能源。

而采用氢能作为替代能源，则可以实现零排放的生产过程，大大减少对环境的影响。

氢能在焦化产业中的应用可以提高能源利用效率。

传统的焦化过程中，能源的利用效率相对较低，而且产生的废热难以有效利用。

而采用氢能进行替代或辅助，可以有效提高焦化过程中能源的利用效率，减少能源浪费。

氢能在焦化产业中的应用也可以为产业结构转型提供新的契机。

通过引入氢能技术，可以推动焦化产业的绿色转型，实现产业的升级和转型。

这将有助于推动焦化产业向低碳、环保、高效的方向发展，为产业结构升级提供新的动能。

在实际应用中，氢能技术在焦化产业中面临一些挑战，例如氢能生产成本高、储存与输送难等问题。

但随着氢能技术的不断发展与成熟，这些问题也将逐渐得到解决。

政府、企业和科研机构也正在加大对氢能技术应用的支持与投入，相信在不久的将来，氢能在焦化产业中的应用将迎来迅猛的发展。

氢能在焦化产业中的应用具有巨大的潜力。

它不仅可以减少环境污染，提高能源利用效率，还可以为产业结构转型提供新的契机。

随着氢能技术的逐步成熟和应用，相信氢能将成为推动焦化产业绿色转型和可持续发展的重要引擎。

第二篇示例：氢能技术的应用已经成为焦化产业领域的热门话题。

焦炉煤气变压吸附制氢在宝钢的应用

冶金动力ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬＰＯＷＥＲ２００６年第６期总第１１８期焦炉煤气变压吸附制氢在宝钢的应用张敏（宝钢股份公司宝钢分公司冷轧厂，上海２０１９００）【摘要】介绍了变压吸附制氢（ＰＳＡ）工艺，分析了宝钢变压吸附制氢生产中两种运行故障，阐述了变压吸附的优越性，以及该工艺在宝钢的应用前景。

【关键词】焦炉煤气；变压吸附；氢气【中图分类号】ＴＱ５２２【文献标识码】Ｂ【文章编号】１００６－６７６４（２００６）０６－００２３－０３ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰｒｅｓｓｕｒｅＳｗｉｎｇＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎＨｙｄｒｏｇｅｎＭａｋｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｆＣｏｋｅＯｖｅｎＧａｓＺＨＡＮＧＭｉｎ（Ｃｏｌｄ－ＲｏｌｌｉｎｇＭｉｌｌｏｆＢｒａｎｃｈＣｏ．，ＢａｏｓｈａｎＳｔｅｅｌ＆ＩｒｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１９００，Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＴｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｓｗｉｎｇａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｈｙｄｒｏｇｅｎｍａｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄｔｈｅｔｗｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｆａｉｌｕｒｅｓｉｎｐｒｅｓｓｕｒｅｓｗｉｎｇａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｈｙｄｒｏｇｅｎｍａｋｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＢａｏｓｈａｎＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．ｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓｉｎｔｈｉｓＣｏｍｐａｎｙｗｅｒｅｅｘｐｏｕｎｄｅｄ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｃｏｋｅｏｖｅｎｇａｓ；ｐｒｅｓｓｕｒｅｓｗｉｎｇａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｈｙｄｒｏｇｅｎ１前言氢气是钢铁企业特别是冷轧板材生产企业重要的保护气体。

钢铁企业主要通过水电解和焦炉煤气变压吸附（ＰＳＡ）两种方法制氢。

宝钢一、二期建设中引进了德国鲁奇公司３台压力水电解槽，制氢能力６００ｍ３／ｈ，三期工程中引进德国林德公司的焦炉煤气五塔变压吸附制氢装置，制氢能力３０００ｍ３／ｈ。

变压吸附技术在焦炉煤气制氢中的应用

变压吸附技术在焦炉煤气制氢中的应用发布时间：10-05-28 00:00:00 阅读：1100摘要：变压吸附制氢气体分离技术在工业上得到了广泛应用，已逐步成为一种主要的气体分离技术。

它具有能耗低、投资小、流程简单、操作方便、可靠性高、自动化程度高及环境效益好等特点。

本文重点介绍变压吸附技术在焦炉煤气提氢技术的发展水平，并对变压吸附技术在焦炉煤气实际应用作详细说明。

关键词：变压吸附(PSA法) 分离解吸脱附解吸气自动控制程控阀门一、前言随着炼焦行业、钢铁工业和化学工业的飞速发展，焦化工业在我国出现超常规的发展态势，目前我国已是世界上最大的焦炭生产、消费和出口国，2004年焦炭总产量为2.24亿吨，占全球产量的56%，同时伴生700多亿立方米焦炉煤气，可回收利用的焦炉煤气约300亿立方米。

如此高速发展，致使我国炼焦工业凸现三大难题：1、炼焦煤资源问题；2、环境污染问题；3、焦炉煤气的利用问题；本文就焦炉煤气的利用问题作重点论述。

二、焦炉煤气的利用背景由于我国天然气工业的崛起，西气东输工程已经贯通，天然气已代替焦炉煤气管道气成为民用的主要燃料。

为此，各大中城市的独立焦化厂，为维持其生存与发展，必需寻找新的利用途径，以解决大量富余的焦炉煤气问题。

目前钢铁企业中大量的高炉煤气、焦炉煤气的富余，甚至直接放散、排放、污染环境，已成为企业的突出的问题。

因此，调整企业的燃气结构，充分利用高炉煤气或高、焦混合煤气作为所有设备的加热燃料、提纯其中有效组份(如H含2量为55%~58%)等，将是各焦化企业合理利用燃气的重要措施，不仅可以充分发挥煤资源的潜能，又为化学工业提供重要的原、燃料资源。

焦炉煤气是炼焦行业最主要的副产品之一，每炼一吨焦炭，可产生430m3左右的煤气，其中一半回炉助燃，另外约的200m3焦炉煤气必须使用专门的装臵进行回收，目前我国只有不到10%的焦炉煤气被回收，主要用于城市煤气供应、发电、化工生产等，绝大多数排入大气点了“天灯”，在污染环境的同时，造成稀缺资源的极大浪费。

钢铁厂煤气用途

钢铁厂煤气用途
钢铁厂煤气主要用于燃料、发电和化工原料等。

1. 作为燃料：煤气在钢铁厂中被广泛用于加热炉加热钢坯，是轧钢工序中煤气资源消耗的主要部分。

通过技术和工艺的改进，比如连铸与连轧协调技术，可以提高铸坯送热的效率，降低煤气消耗。

2. 用于发电：钢铁厂产生的煤气还可以用于发电，尤其是在自备电厂锅炉中，可以调节吸收富余煤气，提高供电可靠性，降低用电成本，对节能和环保都有积极作用。

此外，采用高效率的发电机组，如超高压发电机组、蒸汽联合循环发电，可以进一步提高发电效率。

3. 制取氢气：焦炉煤气中含有50%以上的氢气，是制取氢气的理想原料。

通过深冷法和变压吸附法（PSA）等技术，可以从焦炉煤气中提取高纯度的氢气。

综上所述，钢铁厂煤气的利用不仅有助于降低企业的能源消耗，还能改善环境，是钢铁生产中重要的二次能源。

煤气化制氢技术在工业领域的应用案例分析

煤气化制氢技术在工业领域的应用案例分析煤气化制氢技术是将煤炭等碳质物质在高温和一定压力下进行热解和气化，产生一种混合气体，再通过气体净化和转化过程，提取出高纯度的氢气的一种技术。

该技术广泛应用于工业领域，本文将通过几个应用案例来深入探讨煤气化制氢技术的实际应用和效果。

案例一：煤炭气化制氢应用于精细化工领域在精细化工领域，煤炭气化制氢技术被广泛应用于合成氨生产过程中。

合成氨是化肥生产的重要原料，传统生产合成氨的方法是通过自然气或液化石油气进行合成。

然而，由于天然气资源的有限和价格的不断上涨，煤炭气化制氢技术成为了一种更为经济和可持续的替代方法。

该技术利用煤炭进行气化，生成的混合气体中含有丰富的一氧化碳和氢气，通过后续制气工艺，可以获得高纯度的氢气，供给合成氨的反应过程。

这种方法的优点是利用了丰富的煤炭资源，降低了生产成本，同时也减少了对天然气等非可再生能源的依赖。

案例二：煤气化制氢应用于能源产业煤气化制氢技术还可以被应用于能源产业，例如氢能产业的发展。

氢能作为清洁能源的代表之一，具有高能量密度、无污染排放等优点，在能源转型中有着广阔的应用前景。

而煤气化制氢技术是产生氢气的重要手段之一。

通过煤气化过程，煤炭等碳质物质可以转化为一氧化碳和氢气的混合气体，将其中的氢气提取出来，经过一系列净化处理，获得高纯度的氢气。

这样的氢气可以用于燃料电池等氢能技术的发展和应用，推动清洁能源的使用。

案例三：煤气化制氢应用于钢铁行业在钢铁行业中，煤气化制氢技术也起到了重要的作用。

传统的高炉炼铁方法会产生大量的二氧化碳排放，对环境造成巨大压力。

而煤气化制氢技术可以替代传统的高炉炼铁方法，通过煤气化得到的一氧化碳和氢气混合气体，可以直接用作煤气发电，向钢铁生产提供动力。

这种方法既有效降低了对传统能源的依赖，又大幅减少了碳排放量，具有较高的环境可持续性。

综上所述，在工业领域中，煤气化制氢技术的应用案例非常广泛。

无论是作为化肥生产的重要原料，还是推动氢能产业的发展，亦或者在钢铁行业对环保的贡献，煤气化制氢技术都发挥着重要的作用。

包头钢铁集团有限责任公司焦炉煤气的净化和提氢技术

变压吸附过程排出的解吸气通过ｌ台再生气缓冲罐和自动调节系统在较为稳定流量下送往预处理工序用作再生气。
具体过程依次如下：Ａ．吸附：预处理后气体从底部进入吸附塔下部，在吸附压力下，杂质被吸附，粗氢气从塔顶流出进氢气缓冲罐。Ｂ．均压降压过程在吸附过程结束后，顺着吸附方向将塔内的较高压力的氢气放人其它已完成再生的较低压力吸附塔的过程，这一过程不仅是降压过程，更是回收床层死空间氢气的过程，本流程共包括了三次连续的均压降压过程，以保证氢气的充分回收。Ｃ．顺放过程在均压回收氢气过程结束后，继续顺着吸附方向进行减压，顺放出来的氢气放入顺放罐中混合并储存起来，用作吸附塔冲洗的冲洗气源。Ｄ．逆放过程在顺放结束后，逆着吸附方向将吸附塔压力降至接近常压，此时被吸附的杂质开始从吸附剂中大量解吸出来，逆放气送至再生气缓冲罐用作预处理系统的再生气源。Ｅ。冲洗过程逆放结束后，为使吸附剂得到彻底的再生，用顺放罐中储存的氢气逆着吸附方向冲洗吸附床层，进一步降低杂质组分的分压，并将杂质冲洗出来。冲洗再生气也送至再生气缓冲罐用作预处理系统的再生气源。Ｆ．均压升压过程在冲洗再生过程完成后，用来自其它吸附塔的较高压力氢气依次对该吸附塔进行升压，这一过程与均压降压过程相对应，不仅是升压过程，而且也是回收其它塔的床层死空间氢气的过程，本流程共包括了连续三次均压升压过程。Ｇ．产品气升压过程在三次均压升压过程完成后，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用产品氢气将吸附塔压力升至吸附压力。经这一过程后吸附塔便完成了一个“吸附一再生”循环，为下一次吸附做好了准备。 ②变压吸附提氢装置可靠性的控制手段Ａ故障塔切除在变压吸附装置运行过程中，如因阀门、控制线路、电磁阀等问题，使某塔不能正常工作时，就需要切掉一个塔，让其余的塔正常运行，保证生产不问断，以此类推可切除多个塔，系统仍能正常运行，这是提高变压吸附装置可靠性的一个关键，也是变压吸附控制技术的一个核心。本系统可作从五塔到三塔的任意切换运行。切塔过程如下：

焦炉煤气变压吸附制氢工艺的应用

・
Ｎ，的体积分数／０Ｈｌ“
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５０～１０Ｏ
１６．
Ｂ２３・
第２卷第１期８０３２工艺流程．
煤气与热力
Ｎ、Ｈ、Ｏ等从吸附床层上部流出，为半成品气：ＣＣ称（时氢气体积分数为９％～５）此４９％。经逆放和抽
由于能耗低，流程简单，置自动化程度高，品纯装产
烷外，其他组分相当复杂，随原料煤的不同有较大的差别。平煤集团天宏焦化公司焦炉煤气的组成见表
１其中的杂质含量见表２，。
表１焦炉煤气组成
度高，成本低，已经成为制氢的一种主导方法。
ＡｐｌａｉｎｏｒｓｕｅＳｎｓｒｔｎＨｙｒｇｎＰｒｄｃｉｎｐｉｔｆＰｅｓｒｗｉｇＡｄｏｐｉｄｏｅｏｕｔｃｏｏｏ
ＴｅｈｎｌｇｒｍｋｅＯｖｎａｃｏｏｙｆｏＣｏｅＧｓ
１概述
的安排、同工序所需时间及压力的分配等参数对不
焦炉煤气中含有丰富的氢气，：体积分数约Ｈ５％。目前焦炉煤气主要用作工业和民用燃料，５宝贵的氢气资源未得到更好的利用。随着轧钢产品对
组分
Ｈ２
０２
ＣＯ
Ｃ２Ｏ
Ｎ２
２变压吸附的基本原理 … 变压吸附的基本原理是利用吸附剂对不同气体